JP2009277315A - 磁気記録装置、及びヘッド位置決め制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録装置のヘッド位置決め方式において、磁気ヘッド幅、感度ばらつきにより磁気ヘッドの位置算出に誤差が発生する。
【解決手段】磁気記録装置のヘッド位置決め制御部が、前記磁気ヘッドから読み込まれるサーボ信号に含まれるサーボバーストの値を読み取るバースト読み取り部と、
このサーボバーストの値から正弦値、余弦値を算出する正弦値余弦値算出部と、
この正弦値と余弦値から正接値を算出する正接値算出部と、
この正接値から逆正接関数より位相値を算出する位相値算出部と、
この位相値から、磁気ヘッドの基本位置を算出するヘッド基本位置算出部と、
この磁気ヘッドの基本位置と実際の磁気ヘッドの位置との誤差を補正する補正値を算出する補正値算出部と、
この補正値を前記磁気ヘッドの基本位置に加えて磁気ヘッドの真の位置を算出するヘッド位置算出部を備えることで磁気ヘッドの位置算出の精度を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明は磁気記録装置のヘッド位置決め制御方法に関するものである。

基本的な磁気記録装置の構成を説明する。

磁気ディスクがモーター制御ユニットにより回転し、ある一点をピポットセンターとして回動するアクチュエーターの先にヘッドスライダーが存在し、そのヘッドスライダーに書き込み用ヘッドと読み取り用ヘッドが取り付けられている。ヘッドから読み取ったサーボ情報はプリアンプをとおりリード／ライトチャンネルにてトラックナンバー、各バースト信号の値をデジタル変換しＣＰＵに送られる。ＣＰＵではその値を基に計算しヘッドの位置やヘッドの移動速度をもとめ、その値からＶＣＭに流す電流を割り出し、その値をＶＣＭ制御ユニットに送り、ＶＣＭ制御ユニットその値分の電流をＶＣＭに流す。

円盤状の磁気ディスクには数万個のサーボトラックと数百個のセクタを持ち、書き込み、読み出しをしている。またヘッドを位置決め制御するためのサーボ信号が図１５のように放射線状に書き込まれている。図１５のＳＢ部を拡大するとサーボ信号は図６のようなパターンとして表される。デジタル信号部６００とアナログ信号部６０１に分かれており、アナログ信号部は Ａバースト６０４、Ｂバースト６０５、Ｃバースト６０６、Ｄバースト６０７と呼ばれる部分に分かれている。デジタル信号部は プリアンブル６０２と呼ばれるオートゲインコントロール用の信号とトラックナンバー６０３ 等をデジタル信号にてかかれている部分である。

アナログ信号部６０１はヘッドの位置決めを詳細におこなうための信号である。それぞれのバースト信号の電圧を読み取り、その値により詳細な位置を知るための信号である。ある幅を持つリードヘッドがバースト信号を横切った場合、各バースト信号の電圧が現れる。その値は一般的にリードヘッドがバースト信号上を通過したときの軌跡とバースト信号の重なりあった部分の面積に比例する。したがって そのバースト信号の電圧を知ることによりそのリードヘッドの位置を知ることが可能となる。

通常磁気記録装置に使用されている磁気ヘッドは信号書き込み用のライトヘッドと信号読み出し用のリードヘッドがあり、その二つは磁気ディスクの半径方向にずれている（オフセットが存在する）。このずれる理由は２つ存在し、１つはヘッド自体の製造上からくる特性又はばらつきによるものであり、もう１つの理由は図１６のようにヘッドスライダー１６３はアクチュエータ１６２のピポットセンター１６１を中心に磁気ディスク１６０半径方向に移動することによりその移動軌跡は円弧を描き内周、外周ではトラックに対してスキュー角が生じる。なおかつライトヘッドとリードヘッドは図１７のように磁気ディスクの円周方向（トラックの前後）に離れた位置にある。内周トラックに位置決めしたり、外周トラックに位置決めしたりすると図１８のようにヘッドスライダーとトラックにスキュー角が生じ、その角度によりライトヘッドとリードヘッドの磁気ディスク半径方向のオフセットが生じる。したがってライトとリードをおこなうためにそのヘッドの位置決めは ライト用の位置決めとリード用の位置決めと２つが必要となる。またライト用の位置とリード用の位置のオフセットはスキュー角、ヘッドの寸法のばらつき、アクチュエータの取り付け寸法ばらつきにより変化するのでサーボ制御はヘッドがトラックセンターに位置するときだけでなくどの位置の場合でも正確に制御されることが望ましい。

先に述べたようにそれぞれのトラックごとにリードヘッドとライトヘッドのオフセットが異なるため同一トラックにおいて書き込み時のヘッドの位置と読み取り時のヘッドの位置をそのオフセットの量だけ変化させる必要がある。

ヘッドの位置決めはサーボ信号内のバースト信号の値を基に制御される。通常バースト信号は図６のようにＡバースト６０４，Ｂバースト６０５，Ｃバースト６０６，Ｄバースト６０７からなり、それぞれの信号の電圧を基に制御される。

従来のヘッド位置決め方式にはヘッドを移動したときのバースト信号の変化を正弦波、余弦波とみなし計算する方式がある。（特開２００６−３０９８４３ 「ディスクドライブ及びサーボ制御方法」を参照）
ｆａ（ｘ）＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）とｆｂ（ｘ）＝（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）の値をもとめ（ｘはリードヘッドの磁気ディスクの半径方向の位置とし、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはヘッドがｘに位置決めされたときのバースト信号の電圧値とする）、ｆａ（ｘ）を余弦カーブと判断し、ｆｂ（ｘ）を正弦カーブと判断し、Ｔａｎ（θ）＝ｆｂ（ｘ）／ｆａ（ｘ）からＡｔａｎ（ｆｂ（ｘ）／ｆａ（ｘ））の位相値θを求めそのθの値とトラックナンバーの値からヘッドの値を算出している。このときデルタｘとデルタθは比例関係にあると判断し算出している。

実際にはθの値が９０度、−９０度（２７０度）近辺では測定誤差、または計算誤差が多くなる事から、Ａｔａｎ（ｆｂ（ｘ）／ｆａ（ｘ））とＡｔａｎ（−ｆｂ（ｘ）／ｆａ（ｘ））の２つの値から算出している。

従来の磁気ヘッド位置の算出方法のフローチャートを図１９に示す。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００６−３０９８４３号公報（ディスクドライブ及びサーボ制御方法）

しかしながらこのような従来の磁気記録装置では、サーボ信号から得られたｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）のカーブは正確なサインまたはコサインカーブではないため、計算された磁気ヘッドの位置に誤差が生じる。またこの誤差は読み取りヘッド幅、その特性などによって違いが生じる。

図７はリードヘッド幅がサーボトラック幅に対して比較的狭い時６０％程度の場合のｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）のカーブを表し、図８はリードヘッド幅がサーボトラック幅に対して比較的広い時１２０％程度の場合のｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）のカーブを表している。ヘッドの幅の違いによりそれぞれのカーブはサインまたはコサインカーブとから誤差が生じていることが理解できる。

また図９はリードヘッド幅がサーボトラック幅に対して比較的狭い時６０％程度の場合の横軸をｘ、縦軸を誤差としたグラフであり、図１０はリードヘッド幅がサーボトラック幅に対して比較的広い時１２０％程度の場合の誤差を表したグラフである。

磁気記録装置ではリードヘッドの幅はライトヘッドの幅に対し狭くしている。これはライトした信号のセンターにリードヘッドをずれが生じることなく位置決めすることは不可能であり、ずれた場合、電圧の降下、またはノイズ成分の増加が起こり、正常な読み取りが行えなくなるための対策である。

通常ライトヘッドとリードヘッド幅の差はデータトラック幅の２０％程度以上である。したがってその余裕度は最低片側に１０％程度の存在することになる。

誤差の要素はライト時のＰＥＳ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）、リード時のＰＥＳ、ヘッド位置の計算誤差、リードライトオフセット値の測定誤差、サーボ信号のトラックピッチの精度などが上げられる。
これらをすべて考慮し、先に述べたトラック幅に対して１０％以内となるよう設計することが望ましい。
先に述べたヘッド位置の計算誤差は数％も発生していることから、全体の誤差に占める割合として大きな値である。

磁気ヘッドの位置決め精度を向上させ、磁気記録装置のより高い記録密度を達成するためには、この磁気ヘッド位置の計算誤差を低減させることが必要になってくる。

本発明は、この問題を解決するもので、磁気ヘッド位置の計算誤差を低減させ、高い位置決め精度が実現できる磁気記録装置を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明の磁気記録装置は、
磁気ディスクと、
この磁気ディスク上に記録された信号を読み出す磁気ヘッドと、
この磁気ヘッドを、前記磁気ディスク上の半径方向に移動させるアクチュエータと、このアクチュエータを前記磁気ディスク上に記録されたサーボ信号から得られた位置情報を基に駆動し、
前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上の目標トラックに位置決め制御するヘッド位置決め制御部からなり、
このヘッド位置決め制御部は、前記磁気ヘッドから読み込まれるサーボ信号に含まれるサーボバーストの値を読み取り、
このサーボバーストの値から正弦値、余弦値を算出し、
この正弦値と余弦値から正接値を算出し、
この正接値から逆正接関数より位相値を算出し、
この位相値から、磁気ヘッドの基本位置を求めて更に、
この磁気ヘッドの基本位置と実際の磁気ヘッドの位置との誤差を補正する補正値を算出して、この補正値を前記磁気ヘッドの基本位置に加えることで、計算誤算を低減した磁気ヘッドの位置を算出するものである。

これにより、所期の目的を達成することができる。

以上のように本発明によれば、
磁気記録装置のヘッド位置決め方式において、磁気ヘッド幅、感度ばらつきによる位置算出の誤差の補正を行うことで、より正確なヘッド位置を算出でき、位置決め精度を向上する効果がある。

（実施の形態１）
図１に本発明の機能ブロック図を示す。

本発明を達成するための、基本的な機能ブロックとしては、
スピンドルモータ１０５で回転する磁気ディスク１０４と、
この磁気ディスク１０４上に記録された信号を読み出す磁気ヘッド１０３と、
この磁気ヘッド１０３を、前記磁気ディスク上の半径方向に移動させるアクチュエータ１０１と、このアクチュエータ１０１を前記磁気ディスク上に記録されたサーボ信号から得られた位置情報を基に駆動し、
前記磁気ヘッド１０３を前記磁気ディスク１０４上の目標トラック１０２に位置決め制御するヘッド位置決め制御部から構成されている。

図２にこのヘッド位置決め制御部の内部の機能ブロック図を示す。

このヘッド位置決め制御部の内部構成としては、磁気ヘッドからの読み取り信号から、サーボ信号を読み取るサーボ信号読み取り部２００と、サーボ信号から、磁気ヘッドの位置を算出するのに必要なトラックナンバー情報と、４つのサーボバーストの値を読み取るバースト読み取り部２０１と、
このサーボバーストの値から正弦値、余弦値を算出する正弦値余弦値算出部２０２と、
この正弦値と余弦値から正接値を算出する正接値算出部２０３と、
この正接値から逆正接関数より位相値を算出する位相値算出部２０４と、
この位相値から、磁気ヘッドの基本位置を算出するヘッド基本位置算出部２０５と、
この磁気ヘッドの基本位置と実際の磁気ヘッドの位置との誤差を補正する補正値を算出する補正値算出部２０６と、
この補正値を前記磁気ヘッドの基本位置に加えて磁気ヘッドの真の位置を算出するヘッド位置算出部２０７と、
このヘッド位置から目標のトラック位置との差を求め、アクチュエータの制御量を算出する制御量算出部２０８により構成されている。

図３に本発明のヘッド位置制御方法のフローチャートを示す。
磁気ディスク上に記録された信号を磁気ヘッドで読み出す第１工程と、
この磁気ヘッドから読み込まれた信号から位置情報を算出する第２工程と、
この位置情報を基に、磁気ヘッドを前記磁気ディスク上の目標トラックに位置決め制御する第３工程からなるヘッド位置決め制御方法であり、
図４に第２工程の詳細なフローチャートを示す。

前記第２の工程が、
前記磁気ヘッドからの読み取り信号からサーボ信号を取り出す工程Ｓ１と、
このサーボ信号から正弦値、余弦値を算出する工程Ｓ２と、
この正弦値と余弦値から正接値を算出する工程Ｓ３と、
この正接値から逆正接関数より位相値を算出する工程Ｓ４と、
この位相値から磁気ヘッドの基本位置を算出する工程Ｓ５と、
この磁気ヘッドの基本位置と実際の磁気ヘッドの位置との誤差を補正する補正値を算出する工程Ｓ６と、
この補正値を前記磁気ヘッドの基本位置に加えて磁気ヘッドの真の位置を算出する工程Ｓ７より構成される。

基本的な磁気記録装置のヘッド位置決めについてのブロック図５を基に説明する。
磁気記録装置の磁気ディスク５００はモーター制御ユニット５０７からの信号により回転し、その磁気ディスク５００上にはサーボ信号が１周に数１００個程度かかれている。磁気ヘッド５０１から読み取ったサーボ情報はプリアンプ５０２をとおりリード／ライトチャンネル５０３にてトラックナンバー、各バースト信号の値をデジタル変換しＣＰＵ５０４に送られる。ＣＰＵ５０４ではその値を基に計算し磁気ヘッド５０１の位置や磁気ヘッド５０１の移動速度をもとめ、その値からＶＣＭに流す電流を割り出し、その値をＶＣＭ制御ユニット５０５に送り、ＶＣＭ制御ユニット５０５がその値分の電流をＶＣＭに流すことにより、磁気ヘッドを目的のトラック５０７に移動したり、保持したりする。

前記本発明が解決しようとする課題にて記述したようにリードヘッドの幅が狭い、または広い時、磁気記録装置ではそのヘッド位置決めには誤差が生じる。またその誤差は図９、や図１０をみて理解できるように２つのバースト信号の差が０になるようなヘッド位置ではその誤差はなく、そこから離れるにしたがって誤差は大きくなり、次のバースト信号の差が０になる位置に近づくとまた誤差は小さくなる。その周期はサーボトラック幅の１／２であり、従来方式の説明で述べたｆａ、ｆｂの周期の１／４で繰り返す正弦波に近似している。

本発明は上記のうちＣＰＵ内部で計算しているヘッドの位置の計算についての発明であり、従来の方式で求めたヘッドの位置の値に補正値を加えることを特徴にしている。

これらの事実に基づき誤差の補正値を求めるためにはサーボトラックの１／２の周期で変化する正弦波関数をもとめ、その値にヘッドの幅におうじて変化する値を掛けてやればよい。

通常サーボ信号は図６に表すようにデジタル信号部６００とアナログ信号部６０１からなり、デジタル信号部６００はプリアンブル部６０２、トラックナンバー部６０３に分かれ、アナログ信号部は通常Ａバースト６０４、Ｂバースト６０５、Ｃバースト６０６、Ｄバースト６０７からなる。

リードヘッドの幅は通常サーボトラック幅の５０％から１２０％程度で構成されており、リードヘッドが磁気ディスクの半径方向に移動した場合（磁気ディスクが回転した場合）、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄバースト部を横切ることになる。その時の読み取り信号の大きさとトラックナンバーの情報によりヘッドの位置を計算により求めている。

磁気ディスクの半径方向の位置においてサーボトラックのセンターからの実際のずれ量をｘとしたときバースト信号の値から計算されるずれ量はｆｂ（ｘ）＝（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）に比例すると考えられる。またトラックとトラックの境目からの計算されるずれ量はｆａ（ｘ）＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）に比例すると考えられる。それぞれの比例定数は同じと考えられる。

図７、または図８よりｆｂ（ｘ）は正弦カーブ、ｆａ（ｘ）は余弦カーブに近似しており、そうすると計算されるずれ量は
ｆｂ（ｘ）＝Ｓｉｎ（θ）＊ａ・・・・（aは定数）
ｆａ（ｘ）＝Ｃｏｓ（θ）＊ａ・・・・（aは定数）
この２つの式から定数ａを消すと
ｆｂ（ｘ）／ｆａ（ｘ）＝Ｓｉｎ（θ）／Ｃｏｓ（θ）＝Ｔａｎ（θ）
となり これからθを求めると
θ＝Ａｔａｎ（ｆｂ（ｘ）/ｆａ（ｘ）） となる。
このときθがｐａｉラジアン（１８０度）変化すると１サーボトラック変化したことになる。

したがって計算で求めるずれ量ｘ０は
ｘ０＝Ａｔａｎ（ｆｂ（ｘ）/ｆａ（ｘ））／ｐａｉとなり、
サーボトラックセンター近辺でのヘッドの位置は
トラックナンバー＋Ａｔａｎ（ｆｂ（ｘ）/ｆａ（ｘ））／ｐａｉでもとめられる。
またトラックとトラックの境目近辺では
トラックナンバー＋Ａｔａｎ（−ｆa（ｘ）/ｆｂ（ｘ））／ｐａｉとし求められる。（このときトラックナンバーは境界近辺なので前後のトラックナンバーの平均値となる。）
このような従来の計算ではｆa（ｘ）、ｆｂ（ｘ）が真の正弦カーブ、余弦カーブではないために先に述べたように誤差が生じる。

本発明は上記計算値に補正値を加える事により精度高いヘッドの位置計算をするものである。

図１４のフローチャートを用いて本発明の説明をする。
リード／ライトチャネルからトラックナンバーと４つのバースト信号の値を得る。ｆａ（ｘ）＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）とｆｂ（ｘ）＝（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）を計算する。ｆａ（ｘ）の絶対値がｆｂ（ｘ）の絶対値よりも大きい場合はヘッド位置を
トラックナンバー＋Ａｔａｎ（ｆｂ（ｘ）/ｆａ（ｘ））／ｐａｉ
+（（ｆａ（ｘ）＾２）−（ｆｂ（ｘ）＾２））＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）＊ｔ とし、
ｆａ（ｘ）の絶対値がｆｂ（ｘ）の絶対値以下でかつｆａ（ｘ）＊ｆｂ（ｘ）が正の数の場合はヘッド位置を
トラックナンバー＋Ａｔａｎ（ｆｂ（ｘ）/ｆａ（ｘ））／ｐａｉ＋０．５
+（（ｆａ（ｘ）＾２）−（ｆｂ（ｘ）＾２））＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）＊ｔ とし
ｆａ（ｘ）の絶対値がｆｂ（ｘ）の絶対値以下でかつｆａ（ｘ）＊ｆｂ（ｘ）が正の数でない場合はヘッド位置を
トラックナンバー＋Ａｔａｎ（ｆｂ（ｘ）/ｆａ（ｘ））／ｐａｉ−０．５
+（（ｆａ（ｘ）＾２）−（ｆｂ（ｘ）＾２））＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）＊ｔ
としている。

補正値は、磁気ヘッドの幅を変数とした関数から算出した値をｔとして次式によって算出される。
（（ｆａ（ｘ）＾２）−（ｆｂ（ｘ）＾２））＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）＊ｔ
である。

このときｔはリードヘッド幅（ＷＲＨ）の値を変数とする関数である。またｔは誤差の大きさを決定するパラメーターとなる数値でもある。リードヘッドの幅と誤差の関係は正確な比例の関係にないため、ｔは高次関数での近似式となるが、計算時間の問題、または近似したときの精度などを考慮すると２次関数程度が適度だと判断する。
ｔ＝a２＊ＷＲＨ＾２＋a１＊ＷＲＨ＋a０
リードヘッド幅は磁気記録装置を製造し工場出荷時の試験において測定した値を磁気記録装置内のメモリに記録しておき、磁気記録装置が電源投入後メモリからリードヘッド幅を得、計算してｔを求める。または計算終了したｔの値をメモリに記録しておいても良い。

またｔはＷＲＨの代わりに（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５を変数とする２次関数を用いてもよい。（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５をｆｓとすると ｔ＝ａ２＊ｆｓ＾２＋ａ１＊ｆｓ＋ａ０となる。ｆｓの値はバースト信号の値から求められるので前もってリードヘッド幅の測定をする必要がない。本発明の実施形態の説明ではｆｓを使用しての説明とする。

ａ２，ａ１，ａ０の値はいくつかのリードヘッド幅の異なるヘッドで組み立てられた磁気記録装置のデータをもとに算出するかもしくはシミュレーションによりデータを作成し、そのデータから近似２次曲線を作成し求める。
（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５がヘッド幅の値ＷＲＨに変換できるのは（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５がリードヘッド幅ＷＲＨと相関があるためである。相関があることに関しては後に述べる。

また、前記関数ｔは、さらに磁気ヘッドの感度分布を考慮した関数であっても良い。

まず 式（（ｆａ（ｘ）＾２）−（ｆｂ（ｘ）＾２））＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）の説明とｔを求める詳細について説明する。

図９と図１０はヘッド幅の違いによる、ヘッド位置による従来の計算式での誤差を表している。

それぞれの図からｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）がゼロクロスしているところとｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）のそれぞれの絶対値の差が０となるところでは誤差は０であり、そこから遠くなるにしたがってその誤差は大きくなる。誤差のカーブは近似正弦波カーブであり、その周期はｆｂ（ｘ）の１／４（周波数は４倍）である。

三角関数の定理により２倍の周波数は、
Ｓｉｎ（２＊ａ）＝２＊Ｓｉｎ（ａ）＊Ｃｏｓ（ａ）
Ｃｏｓ（２＊ａ）＝Ｃｏｓ（ａ）＾２−Ｓｉｎ（ａ）＾２
となり、この式より、Ｓｉｎ（ａ）の４倍の周波数である正弦波カーブは
Ｓｉｎ（４＊ａ）＝
４＊（Ｃｏｓ（ａ）＾２−Ｓｉｎ（ａ）＾２）＊Ｓｉｎ（ａ）＊Ｃｏｓ（ａ） 式１
となる。

この式１が図９または図１０の誤差を表すカーブと同じ周波数、同じ位相となる。したがって、この式にある数をかけた値を補正値として従来のヘッド位置計算式に加えれば精度よいヘッド位置計算式となる。
補正はこの式にｔを乗算して補正値とするわけであるから式１の定数４はｔに含むと考えれば必要ない。 また（Ｃｏｓ（ａ）＾２−Ｓｉｎ（ａ）＾２）の項もあくまでＳｉｎカーブの近似でよいわけであるから、
（ＡＢＳ（Ｃｏｓ（ａ））−ＡＢＳ（Ｓｉｎ（ａ）））でもよいし
（ＡＢＳ（Ｓｉｎ（ａ））−ＡＢＳ（Ｃｏｓ（ａ）））でもよい。
つぎにＳｉｎ（ａ）をｆｂ（ｘ）、Ｃｏｓ（ａ）をｆａ（ｘ）と置き換えると近似式は
ｆｂ（４＊ｘ）＝４＊（ｆａ（ｘ）＾２−ｆｂ（ｘ）＾２）＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）でもよいし、
ｆｂ（４＊ｘ）＝（ｆａ（ｘ）＾２−ｆｂ（ｘ）＾２）＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）でもよいし
ｆｂ（４＊ｘ）＝（ＡＢＳ（ｆａ（ｘ））−ＡＢＳ（ｆｂ（ｘ）））＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）でもよい。

本発明の実施形態の説明はｆｂ（４＊ｘ）＝（ｆａ（ｘ）＾２−ｆｂ（ｘ）＾２）＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）として説明する。

上記基本となる波形 ｆｂ（４＊ｘ）が求まればこの値にヘッドの幅に応じ変化する関数を乗算すればよい。その乗算する関数がｔ＝ａ２＊ｆｓ＾２＋ａ１＊ｆｓ＋ａ０ である。

次にｔ＝ａ２＊ｆｓ＾２＋ａ１＊ｆｓ＋ａ０の式の定数ａ２，ａ１，ａ０の値を求める。

まず（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５はリードヘッド幅の値に相関することに関して述べる。
（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５はｆａ（ｘ）が余弦波カーブ、ｆｂ（ｘ）が正弦波カーブとすると
（Ｃｏｓ（ｓ）＾２＋Ｓｉｎ（ｓ）＾２）＾０．５ となり ｓがどんな値、言い換えればヘッドがどの位置にあろうが１となる。横軸をＣｏｓ、縦軸をＳｉｎとしグラフ化すると半径１の円になる。

しかしｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）で計算し、角度座標と長さに変換しグラフ化するとリードヘッドの幅の違いによりにより円にはならない。

図１１はリードヘッドの幅の違いによる（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５を表している。横軸をｆａ（ｘ）、縦軸をｆｂ（ｘ）としたときのグラフであり、リードヘッド幅がサーボトラックに対し５０％、６５％、８５％、１００％、１１５％の場合について表している。ｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）が完全な正弦波、余弦波カーブの場合、先に述べたようにグラフは円となる。
このグラフを回転軸と原点からの長さ（以降Ｒとよぶ）のグラフとして考えるとグラフの４５度（右上）、１３５度（左上）、２２５度（左下）、３１５度（右下）部ではヘッド幅が変化すると でっぱり、四角に近い形状になる。これらの４５度、１３５度、２２５度、３１５度のＲの値がヘッドの幅に概略反比例することが想像できる。

したがって４５度、１３５度、２２５度、３１５度のＲの値の場所いいかえれば図６においてバーストＡとＣが同じ場所、ＢＣが同じ場所、ＢＤが同じ場所、ＡＤが同じ場所にヘッドを移動させてその場所で（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５を求めればその値がヘッドの幅に関係する値といえる。

次にａ２，ａ１，ａ０を求める方法に関して説明する。
ヘッド幅の違ういくつかのヘッドにて上記の条件の場所どこかで（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５＝ｙを求め、
従来の計算で求められるヘッド位置−真のヘッド位置＋（ｆａ（ｘ）＾２−ｆｂ（ｘ）＾２）＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）＊ｔ０
の値がｘ（ヘッドの位置）を変化させたときの個々の値の絶対値の平均値が０に近くなるｔ０の値を求める。ｘを変化させる範囲はｆa（ｘ）の値の１周期分またはその整数倍にすればよい。この求める方法は実験で求めることが可能だがいくつものサンプル（リードヘッド幅の違うもの）を入手することと、真のヘッド位置を実験で求めるのは難しく、誤差の最小となるｔ０を求めるのは容易ではない。したがっていくつかの実測値を基にしたシミュレーションを利用し求めることが望ましい。

そのシミュレーションとは、実際のヘッド位置と、サーボ信号より算出したヘッド位置との誤差を求めるものである。この誤差要因は、ヘッド幅のばらつきであり、さらにはヘッド感度分布によるものである。このヘッド幅のばらつき、および、ヘッドの感度分布をこのシミュレーションに入力して、この誤差要因によって算出したヘッド位置と実際のヘッド位置との誤差を求め、この誤差を前記ｆａ（ｘ）、ｆｂ（ｘ）で近似して求めることが可能になる。この近似した値が、補正値となる。

いくつかの実験またはシミュレーションの値によりｔ０を求め、そのｔ０とｙから散布図を作成し、近似式ｔ０＝ｆ（ｙ）の関係式がみちびかれる。このｆ（ｙ）を２次関数に近似し（何次関数でもよいが計算時間と精度を考慮すると２次関数近似が妥当と判断する。）、ｔ＝ａ２＊ｙ＾２＋ａ１＊ｙ＋ａ０ をもとめる。（ａ２，ａ１，ａ０は定数）
したがって補正後のヘッドの位置を真のヘッド位置とすると
真のヘッド位置＝
従来の計算で求められるヘッド位置＋
（ｆａ（ｘ）＾２−ｆｂ（ｘ）＾２）＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）
＊（ａ２＊ｙ＾２＋ａ１＊ｙ＋ａ０）
となる。

しかしながらこの方式の補正だと前もってバーストＡとＣが同じ場所、ＢＣが同じ場所、ＢＤが同じ場所、ＡＤが同じ場所にヘッドを移動させてｙであるヘッド幅を測定しなければならない。

（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５、または、
（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）はｆｂ（ｘ）をＳｉｎ（θ）としたとき４５度、１３５度、２２５度、３１５度の部分の近辺においてリードヘッドの幅と関係のある数値である。

したがってｙの代わりに（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）＾０．５、または、
（ｆａ（ｘ）＾２＋ｆｂ（ｘ）＾２）を用いることが可能であり、先に述べたようなシミュレーションをおこなえば、
ｔ＝ａ２＊ｆｓ＾２＋ａ１＊ｆｓ＋ａ０
（ｆｓ＝（（ｆａ（ｘ））＾２＋（ｆｂ（ｘ））＾２）＾０．５）となり、
真のヘッド位置＝従来の計算で求められるヘッド位置＋（ｆａ（ｘ）＾２−ｆｂ（ｘ）＾２）＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）＊（ａ２＊ｆｓ＾２＋ａ１＊ｆｓ＋ａ０）
（ｆｓ＝（（ｆａ（ｘ））＾２＋（ｆｂ（ｘ））＾２）＾０．５）
となり、あらかじめヘッド幅を測定する必要がなく、バースト信号の値だけで補正が可能となる。

図１１において０度、９０度、１８０度、２７０度の部分ではリードヘッド幅の変化によるＲ（原点からの距離）の値の変化がほとんどないので（ｆａ（ｘ））＾２＋（ｆｂ（ｘ））＾２）＾０．５をリードヘッド幅におき換えして計算すると誤差が多きくなることが危惧されるがこの場所ではヘッドの位置誤差は０であり、上記式の補正式の（ｆａ（ｘ）＾２−ｆｂ（ｘ）＾２）が０となるためにこの場所近辺での（ｆａ（ｘ））＾２＋（ｆｂ（ｘ））＾２）＾０．５の誤差の大きさは大きな問題とはならない。
また計算を簡略化するために（ｆａ（ｘ））＾２＋（ｆｂ（ｘ））＾２）＾０．５を
（ｆａ（ｘ））＾２＋（ｆｂ（ｘ））＾２としても同等の結果がえられる。

図１２はヘッド幅の違ういくつかのヘッドにおける、補正をしない場合の誤差（補正なし）とヘッドの幅をあらかじめ測定して補正する方式の誤差（補正あり、ヘッド幅測定）とあらかじめヘッドの幅の測定をしないで補正をする方式の誤差（補正あり）を表す表である。

このようにヘッド幅を測定する方式だと誤差は大きく改善される。ヘッド幅を測定しない方式においても大きな改善は認められるがやはりヘッド幅を測定したほうが改善度合いは大きい。

このように本方式を用いれば従来の方式においてヘッドの幅によるヘッドの位置計算誤差を特別な測定なしに、サーボバースト信号の値のみで補正することが可能となる。

ｆａ（ｘ）を（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）、ｆｂ（ｘ）を（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）として実施例を説明したが、
ｆａ（ｘ）を（（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）、ｆｂ（ｘ）を（（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）として前記実施例と同じように実施しても良い。

図１３は本発明の位置算出方法のフローチャートである。

このように本発明によれば、磁気ヘッド幅、感度ばらつきによる位置算出の誤差の補正を行うことで、より正確なヘッド位置を算出でき、位置決め精度を向上する効果がある。

また、磁気ヘッドの幅のばらつきに対して、その許容範囲を大きくできるので、磁気ヘッドの歩留まりが上がり、結果、部品コストの低減が可能になる。

本発明にかかる、磁気記録装置、及びヘッド位置決め制御方法は、磁気記録装置のサーボ信号より算出される磁気ヘッドの位置を正確に算出する効果を有し、磁気記録装置の位置決め制御分野において有用である。

本発明の機能ブロック図 ヘッド位置決め制御部の機能ブロック図 本発明のヘッド位置決め制御方法のフローチャート 第２工程のフローチャート 磁気記録装置のブロック図 サーボ信号を表した図 リードヘッド幅がサーボトラック幅に対して６０%のときのバースト信号に対する ｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）を示した図 リードヘッド幅がサーボトラック幅に対して１２０%のときのバースト信号に対する ｆａ（ｘ）とｆｂ（ｘ）を示した図 リードヘッド幅がサーボトラック幅に対して６０％程度の場合の横軸をヘッドの位置ｘ、縦軸を誤差としたグラフ リードヘッド幅がサーボトラック幅に対して１２０％程度の場合の横軸をヘッドの位置ｘ縦軸を誤差としたグラフ リードヘッド幅の違いによる横軸ｆｂ（x）縦軸ｆａ（x）としたときのグラフ リードヘッドの幅とヘッドの位置誤差を示した図 本考案の方法２のフローチャート 本考案の方法１のフローチャート 磁気ディスク上のサーボ信号を示した図 ヘッドスライダーの移動軌跡を示した図 リードヘッドとライトヘッドの位置を示した図 スキュー角とヘッドのオフセットを示した図 従来の方法のフローチャート

符号の説明

１００ ヘッド位置決め制御部
１０１ アクチュエータ
１０２ トラック
１０３ 磁気ヘッド
１０４ 磁気ディスク
１０５ スピンドルモータ
２００ サーボ信号読み取り部
２０１ バースト読み取り部
２０２ 正弦値／余弦値算出部
２０３ 正接値算出部
２０４ 位相値算出部
２０５ ヘッド基本位置算出部
２０６ 補正値算出部
２０７ ヘッド位置算出部
２０８ 制御量算出部
５００ 磁気ディスク
５０１ 磁気ヘッド
５０２ プリアンプ
５０３ リード／ライトチャネル
５０４ ＣＰＵ
５０５ ＶＣＭ制御ユニット
５０６ モーター制御ユニット
５０７ トラック

Claims (8)

1. スピンドルモータによって回転する磁気ディスクと、
   この磁気ディスク上に記録された信号を読み出す磁気ヘッドと、
   この磁気ヘッドを、前記磁気ディスク上の半径方向に移動させるアクチュエータと、このアクチュエータを前記磁気ディスク上に記録されたサーボ信号から得られた位置情報を基に駆動し、
   前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク上の目標トラックに位置決め制御するヘッド位置決め制御部を備え、
   このヘッド位置決め制御部は、前記磁気ヘッドから読み込まれるサーボ信号に含まれるサーボバーストの値を読み取るバースト読み取り部と、
   このサーボバーストの値から正弦値、余弦値を算出する正弦値余弦値算出部と、
   この正弦値と余弦値から正接値を算出する正接値算出部と、
   この正接値から逆正接関数より位相値を算出する位相値算出部と、
   この位相値から、磁気ヘッドの基本位置を算出するヘッド基本位置算出部と、
   この磁気ヘッドの基本位置と実際の磁気ヘッドの位置との誤差を補正する補正値を算出する補正値算出部と、
   この補正値を前記磁気ヘッドの基本位置に加えて磁気ヘッドの真の位置を算出するヘッド位置算出部を備えたことを特徴とする磁気記録装置。
2. 前記補正値は、前記磁気ヘッドの基本位置ｘを変数とした関数から算出した値と、磁気ヘッドの幅を変数とした関数から算出した値を乗算した値であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置。
3. 前記磁気ヘッドの基本位置ｘを変数とした関数は、前記余弦値をｆａ（ｘ）とし、前記正弦値をｆｂ（ｘ）とすると、前記補正値が（（ｆａ（ｘ）の２乗）−（ｆｂ（ｘ）の２乗））＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）であることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録装置。
4. 前記磁気ヘッドの基本位置をｘとし、前記余弦値をｆａ（ｘ）とし、前記正弦値をｆｂ（ｘ）とすると、前記補正値が（（ｆａ（ｘ）の２乗）−（ｆｂ（ｘ）の２乗））＊ｆｂ（ｘ）＊ｆａ（ｘ）の値に（ｆａ（ｘ）の２乗＋ｆｂ（ｘ）の２乗）または（（ｆａ（ｘ）の２乗＋ｆｂ（ｘ）の２乗）の０．５乗）の値を変数とした関数から算出した値を乗算した値となっていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置。
5. 前記磁気ヘッドの幅を予め求め、磁気記録装置の磁気ディスク上または制御基板のメモリ上に記録しておき、磁気記録装置が立ち上がるとき、記録された前記磁気ヘッドの幅から前記補正値を計算しヘッドの位置決めをおこなうことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録装置。
6. 前記磁気ヘッドの基本位置をｘとし、前記余弦値をｆａ（ｘ）とし、前記正弦値をｆｂ（ｘ）、前記サーボバーストにおいて、読み込まれた４種類のバーストの値をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、ｆａ（ｘ）の値が（（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）、ｆｂ（ｘ）の値が（（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）で算出される事を特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置。
7. 前記磁気ヘッドの基本位置をｘとし、前記余弦値をｆａ（ｘ）とし、前記正弦値をｆｂ（ｘ）、前記サーボバーストにおいて、読み込まれた４種類のバーストの値をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、ｆａ（ｘ）の値が（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）、ｆｂ（ｘ）の値が（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）で算出される事を特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置。
8. 磁気ディスク上に記録された信号を磁気ヘッドで読み出す第１工程と、
   この磁気ヘッドから読み込まれた信号から位置情報を算出する第２工程と、
   この位置情報を基に、磁気ヘッドを前記磁気ディスク上の目標トラックに位置決め制御する第３工程を備えたヘッド位置決め制御方法を備え、
   前記第２の工程が、
   前記磁気ヘッドからの読み取り信号からサーボ信号を取り出す工程Ｓ１と、
   このサーボ信号から正弦値、余弦値を算出する工程Ｓ２と、
   この正弦値と余弦値から正接値を算出する工程Ｓ３と、
   この正接値から逆正接関数より位相値を算出する工程Ｓ４と、
   この位相値から磁気ヘッドの基本位置を算出する工程Ｓ５と、
   この磁気ヘッドの基本位置と実際の磁気ヘッドの位置との誤差を補正する補正値を算出する工程Ｓ６と、
   この補正値を前記磁気ヘッドの基本位置に加えて磁気ヘッドの真の位置を算出する工程Ｓ７を備えたことを特徴とするヘッド位置決め制御方法。

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